CN114211200B - 一种高精度车轮辐板孔加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于车轮加工技术领域的高精度车轮辐板孔加工方法，所述的高精度车轮辐板孔加工方法，所述的高精度车轮辐板孔加工方法的加工步骤为：通过雷尼绍测头确定车轮的圆心坐标和加工基准面，要求圆度误差小于2μm，排除雷尼绍测头的干扰；车轮辐板孔孔系粗加工；第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过0.05mm，再次进行雷尼绍基准建立测量，测量结果和第二次雷尼绍基准建立误差较小，表明第一次雷尼绍基准建立的测量有误，将车轮三坐标检测，本发明的高精度车轮辐板孔加工方法，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，装夹定位可靠，改进刀具，全面提高加工质量和效率。
Description
技术领域
本发明属于车轮加工技术领域，更具体地说，是涉及一种高精度车轮辐板孔加工方法。
背景技术
随着工业现代化水平和人类生活水平的不断提高，人类对铁路运输系统不断提出更高的要求，现代火车一次又一次的提速，直接考验着一个国家的综合实力。在国际竞争日益激烈的同时，铁路运输系统对火车车轮质量的要求也越来越高，车轮辐板孔是车轮加工的一个重要生产工序，按照车辆制造厂家要求，辐板孔加工后，车轮厂家可直接安装制动盘。近几年客户对车轮辐板孔要求越来越高，部分车轮孔径公差要求为0.016mm，达到6级精度、孔系位置度要求0.1mm、R角粗糙度Ra1.6。因此有必要对高精度车轮辐板孔加工工艺过程进行改进创新，提高辐板孔加工精度，而现有技术中，车轮辐板孔加工采用车削中心、摇臂钻床。而车削中心用于从毛坯正反二次装夹加工到成品，摇臂钻床适合加工位置度要求不高的吊装辐板孔，因此，现有技术中的设备的加工精度无法满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种步骤简单，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率的高精度车轮辐板孔加工方法。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种高精度车轮辐板孔加工方法，所述的高精度车轮辐板孔加工方法的加工步骤为：
S1.第一次雷尼绍基准建立，通过雷尼绍测头确定车轮的圆心坐标和加工基准面，对雷尼绍测头打表校验圆度，要求圆度误差小于2μm，排除雷尼绍测头的干扰；
S2.车轮辐板孔孔系粗加工；
S3.车轮辐板孔孔系倒角加工；
S4.第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过0.05mm，需要再次进行雷尼绍基准建立测量，再次雷尼绍基准建立的测量结果和第二次雷尼绍基准建立误差较小，表明第一次雷尼绍基准建立的测量有误，将车轮三坐标检测；
S5.车轮辐板孔孔系精加工，完成高精度车轮辐板孔加工。
第一次雷尼绍基准建立后，记录车轮的圆心坐标，粗加工车轮辐板孔孔系。
第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过0.05mm，需要再次进行雷尼绍基准建立测量，再次雷尼绍基准建立的测量结果和第一次雷尼绍基准建立误差较小，表明车轮内辋面有异物，清理干净重新测量，如果车轮发生位移，需检查液压系统是否存在故障，排除故障后再行加工。
所述的高精度车轮辐板孔加工车轮上料时，擦拭车轮基准平面，排除基准平面有异物的干扰；利用定柱吊将车轮移至加工工装上，同时超声波测厚仪测量辐板厚度，在控制部件里调整R角倒角刀长度。
所述的车轮辐板孔孔系粗加工时，孔系粗加工选择U钻或者黄冠钻，孔系精加工选择定镗孔，排除U钻或者黄冠钻定心不准造成的孔偏心，倒角加工选择整硬合金双面四刃刀具。
所述的四刃刀具将刃口加增10°的刃倾角度，减少接触已加工表面，四刃刀具采用硬质合金刀具，四刃刀具添加氮化钛（TIN）涂层。
高精度车轮辐板孔加工时使用下压式液压加工工装定位车轮，定位工装包括工装底板1，工装底板1上设置一个固定液压压块2、三个可调节长度的活动液压压块3和一个液压推缸4。
加工工装卡紧定位车轮时，液压推缸4抵住车轮轮缘，三个活动液压压块3压紧车轮辋面，完全定位，限制六个自由度，对车轮内辋面接触的垫铁5预先进行加工，排除垫铁5不平对加工精度的干扰。
车轮辐板厚度的公差是±0.3mm，每块车轮辐板厚度不一致，根据辐板厚度控制R角刀具的长度，使用超声波测厚仪加工前对每块车轮的厚度进行四点测量，和首件调试车轮进行辐板厚度比较，再根据厚度差调整R角刀具的长度，同时检查车轮辐板厚度尺寸是否加工正确。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，基于独特巧妙的构思，提出全新的技术方案。从车轮加工工艺流程来看，辐板加工是车轮加工的最后一道工序，因此，精辐板孔工序的质量将直接影响车轮加工的质量。为了克服现在工艺流程存在的缺陷与不足，本发明从各方面进行合理优化，提高加工精度，提高刀具的耐用度，提高产品的成品率，简化加工工序。本发明的方法，具有明显的实施效果：1、提升了高精度车轮辐板孔生产的工艺能力，具备加工更高精度等级的辐板孔车轮能力。2、建立了高精度辐板孔车轮生产的一整套标准流程，实现机床、来料、工装、工量具、控制手段等各要素的统筹安排。3、创新设计了加工准确，更换方便的整体硬质合金四刃双面R角倒角刀，提高加工合格率，缩短辅助时间，降低劳动强度。本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，步骤简单，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的加工工装的结构示意图；
附图中标记分别为：1、工装底板；2、固定液压压块；3、活动液压压块；4、液压推缸；5、垫铁。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1所示，本发明为一种步骤简单，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率的高精度车轮辐板孔加工方法。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种高精度车轮辐板孔加工方法，所述的高精度车轮辐板孔加工方法的加工步骤为：S1.第一次雷尼绍基准建立，通过雷尼绍测头确定车轮的圆心坐标和加工基准面，对雷尼绍测头打表校验圆度，要求圆度误差小于2μm，排除雷尼绍测头的干扰；S2.车轮辐板孔孔系粗加工；S3.车轮辐板孔孔系倒角加工；S4.第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过0.05mm，需要再次进行雷尼绍基准建立测量，再次雷尼绍基准建立的测量结果和第二次雷尼绍基准建立误差较小，表明第一次雷尼绍基准建立的测量有误，将车轮三坐标检测；S5.车轮辐板孔孔系精加工，完成高精度车轮辐板孔加工。上述步骤，针对现有技术中的不足，基于独特巧妙的构思，提出全新的技术方案。从车轮加工工艺流程来看，辐板加工是车轮加工的最后一道工序，因此，精辐板孔工序的质量将直接影响车轮加工的质量。为了克服现在工艺流程存在的缺陷与不足，本发明从各方面进行合理优化，提高加工精度，提高刀具的耐用度，提高产品的成品率，简化加工工序。本发明的方法，具有明显的实施效果：1、提升了高精度车轮辐板孔生产的工艺能力，具备加工更高精度等级的辐板孔车轮能力。2、建立了高精度辐板孔车轮生产的一整套标准流程，实现机床、来料、工装、工量具、控制手段等各要素的统筹安排。3、创新设计了加工准确，更换方便的整体硬质合金四刃双面R角倒角刀，提高加工合格率，缩短辅助时间，降低劳动强度。本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率。
第一次雷尼绍基准建立后，记录车轮的圆心坐标，粗加工车轮辐板孔孔系。第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过0.05mm，需要再次进行雷尼绍基准建立测量，再次雷尼绍基准建立的测量结果和第一次雷尼绍基准建立误差较小，表明车轮内辋面有异物，清理干净重新测量，如果车轮发生位移，需检查液压系统是否存在故障，排除故障后再行加工。与此同时，精加工必须使用雷尼绍测头二次找正的圆心坐标，排除粗加工造成的车轮微变形和移动。加工结束后雷尼绍测头对首孔测量圆心坐标和孔径，起到了校验的作用，方便操作人员控制加工尺寸和产品质量。
所述的高精度车轮辐板孔加工车轮上料时，擦拭车轮基准平面，排除基准平面有异物的干扰；利用定柱吊将车轮移至加工工装上，同时超声波测厚仪测量辐板厚度，在控制部件里调整R角倒角刀长度。
所述的车轮辐板孔孔系粗加工时，孔系粗加工选择U钻或者黄冠钻，孔系精加工选择定镗孔，排除U钻或者黄冠钻定心不准造成的孔偏心，倒角加工选择整硬合金双面四刃刀具。所述的四刃刀具将刃口加增10°的刃倾角度，减少接触已加工表面，四刃刀具采用硬质合金刀具，四刃刀具添加氮化钛（TIN）涂层。通常加工过程中，选用焊接两刃倒角刀，刀具耐用度差，刀具需要频繁更换，高速加工时产生振动，刃口顶部易刮伤车轮辐板面，刃口侧部易刮蹭辐板孔内壁，正反两面倒角时需翻转后再进行加工，重复定位误差与找正精度误差使得R角加工达不到要求，影响加工质量，R角粗糙度要求无法满足，加工成本高，加工效率低，产品报废率较高。因此，本发明有针对性地选择设计了一款带涂层的整体硬质合金四刃双面R角倒角刀。四刃刀具将刃口加增10°的刃倾角度，减少接触已加工表面。四刃刀具添加了TIN涂层，使刀具刃口表面具有硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性，使用后可比传统刀具提高刀具寿命3-5倍以上，切削速度提升20%-70%，提高加工精度0.5-1级。R角刀具要满足以下几点要求：1、刀具要保证高刚性，满足高速加工。2、在满足加工需求的同时，能够方便现场调试更换。
高精度车轮辐板孔加工时使用下压式液压加工工装定位车轮，定位工装包括工装底板1，工装底板1上设置一个固定液压压块2、三个可调节长度的活动液压压块3和一个液压推缸4。加工工装卡紧定位车轮时，液压推缸4抵住车轮轮缘，三个活动液压压块3压紧车轮辋面，完全定位，限制六个自由度，对车轮内辋面接触的垫铁5预先进行加工，排除垫铁5不平对加工精度的干扰。上述结构，加工时使用下压式液压加工工装，工装由一个固定液压压块，三个可调节长度的活动液压压块和一个液压推缸，卡紧时，液压推缸抵住车轮轮缘，液压压块压紧车轮辋面，完全定位，限制六个自由度，对内辋面接触的垫铁预先加工，排除垫铁不平的干扰。加工辐板时刀具不干涉液压压块，定位可靠，液压压持稳定，不同负载情况下，车轮位置均不发生变化，并且液压压块有一定的高度，高度约为300mm，调整高精度车轮辐板孔下倒角大小时，能够直接触摸倒角，方便观察。对机床垫铁自加工，排除垫铁不平的干扰。这样，有效实现车轮辐板孔的加工。
车轮辐板厚度的公差是±0.3mm，每块车轮辐板厚度不一致，根据辐板厚度控制R角刀具的长度，使用超声波测厚仪加工前对每块车轮的厚度进行四点测量，和首件调试车轮进行辐板厚度比较，根据厚度差调整R角刀具的长度，同时检查车轮辐板厚度尺寸是否加工正确。
本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，基于独特巧妙的构思，提出全新的技术方案。从车轮加工工艺流程来看，辐板加工是车轮加工的最后一道工序，因此，精辐板孔工序的质量将直接影响车轮加工的质量。为了克服现在工艺流程存在的缺陷与不足，本发明从各方面进行合理优化，提高加工精度，提高刀具的耐用度，提高产品的成品率，简化加工工序。本发明的方法，具有明显的实施效果：1、提升了高精度车轮辐板孔生产的工艺能力，具备加工更高精度等级的辐板孔车轮能力。2、建立了高精度辐板孔车轮生产的一整套标准流程，实现机床、来料、工装、工量具、控制手段等各要素的统筹安排。3、创新设计了加工准确，更换方便的整体硬质合金四刃双面R角倒角刀，提高加工合格率，缩短辅助时间，降低劳动强度。本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，步骤简单，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种高精度车轮辐板孔加工方法，其特征在于：所述的高精度车轮辐板孔加工方法的加工步骤为：
S1.第一次雷尼绍基准建立，通过雷尼绍测头确定车轮的圆心坐标和加工基准面，对雷尼绍测头打表校验圆度，要求圆度误差小于2μm，排除雷尼绍测头的干扰；
S2.车轮辐板孔孔系粗加工；
S3.车轮辐板孔孔系倒角加工；
S4.第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过0.05mm，需要再次进行雷尼绍基准建立测量，再次雷尼绍基准建立的测量结果和第二次雷尼绍基准建立误差较小，表明第一次雷尼绍基准建立的测量有误，将车轮三坐标检测；再次雷尼绍基准建立的测量结果和第一次雷尼绍基准建立误差较小，表明车轮内辋面有异物，清理干净重新测量，如果车轮发生位移，需检查液压系统是否存在故障，排除故障后再行加工；
S5.车轮辐板孔孔系精加工，完成高精度车轮辐板孔加工。
2.根据权利要求1所述的高精度车轮辐板孔加工方法，其特征在于：第一次雷尼绍基准建立后，记录车轮的圆心坐标，粗加工车轮辐板孔孔系。
3.根据权利要求1或2所述的高精度车轮辐板孔加工方法，其特征在于：所述的高精度车轮辐板孔加工车轮上料时，擦拭车轮基准平面，排除基准平面有异物的干扰；利用定柱吊将车轮移至加工工装上，同时超声波测厚仪测量辐板厚度，在控制部件里调整R角倒角刀长度。
4.根据权利要求1或2所述的高精度车轮辐板孔加工方法，其特征在于：所述的车轮辐板孔孔系粗加工时，孔系粗加工选择U钻或者黄冠钻，孔系精加工选择定镗孔，排除U钻或者黄冠钻定心不准造成的孔偏心，倒角加工选择整硬合金双面四刃刀具。
5.根据权利要求4所述的高精度车轮辐板孔加工方法，其特征在于：所述的四刃刀具将刃口加增10°的刃倾角度，减少接触已加工表面，四刃刀具采用硬质合金刀具，四刃刀具添加氮化钛涂层。
6.根据权利要求1或2所述的高精度车轮辐板孔加工方法，其特征在于：高精度车轮辐板孔加工时使用下压式液压加工工装定位车轮，定位工装包括工装底板（1），工装底板（1）上设置一个固定液压压块（2）、三个可调节长度的活动液压压块（3）和一个液压推缸（4）。
7.根据权利要求6所述的高精度车轮辐板孔加工方法，其特征在于：加工工装卡紧定位车轮时，液压推缸（4）抵住车轮轮缘，三个活动液压压块（3）压紧车轮辋面，完全定位，限制六个自由度，对车轮内辋面接触的垫铁（5）预先进行加工，排除垫铁（5）不平对加工精度的干扰。
8.根据权利要求1或2所述的高精度车轮辐板孔加工方法，其特征在于：车轮辐板厚度的公差是±0.3mm，每块车轮辐板厚度不一致，根据辐板厚度控制R角刀具的长度，使用超声波测厚仪加工前对每块车轮的厚度进行四点测量，和首件调试车轮进行辐板厚度比较，再根据厚度差调整R角刀具的长度，同时检查车轮辐板厚度尺寸是否加工正确。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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